一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料。
【背景技术】
[0002]橡胶材料是一种在大变形下能迅速恢复形变的高分子材料，它是国民经济的重要基础产业之一，为人们日常生活中不可或缺的日用、医用提供轻工橡胶产品；为采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件，应用十分广泛。近年来，橡胶工业的迅速发展，对橡胶制品提出了更高的要求，橡胶材料必须向着功能化、精细化和多元化的方向发展。传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求。橡胶属于弹性体缺乏结晶能力，分子间作用力小，自由体积大，所以其强度、硬度、耐磨及疲劳等性能不高，所以要对橡胶经过补强，提高其性能。橡胶工业最传统的补强剂一直是炭黑和白炭黑，虽然具有一定的补强作用，但是这两种补强剂都具有很低的视密度，在向橡胶中添加时，极易产生飞扬，加工污染性重，同时加工时间长，混炼能耗大，且炭黑补强制品为单一的黑色，而且这两种补强剂很难赋予制品更高的硬度、更好的耐透气性等等。
[0003]石墨是一种层状材料，具有优良的润滑性能，在剥离状态下拥有非常高的形状系数，石墨是比强度最高的材料之一，而且拥有独特的功能特性，如导电性和导热性等，并且成本低，作为橡胶的增强材料能够提高其摩擦学性能，但是由于石墨材料本身的惰性性质及其层片间具有的范德华力，直接的加入到橡胶中会大大降低其机械性能，降低使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，由以下重量份的原料制备制成:阿拉伯树胶
1.6-2、二烷基二硫代磷酸锌1-2、促进剂DM1-1.4、环氧妥尔油酸丁酯2_3、六甲基环三硅氧烷1-1.4、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7_1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、焦煤粉23-25、尿素4_5、炭黑8-11、氮化铝14-17、秋兰姆2-3。
[0006]所述一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，由下列具体步骤制备制成:
(1)将阿拉伯胶用7倍量的去离子水稀释并搅拌均匀，将焦煤粉、炭黑和氮化铝混合研磨分散均匀，然后将混合粉末加到阿拉伯胶溶液中，加热搅拌至水分蒸发，烘干后研磨备用；
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中，进行搅拌打浆，浓度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀，将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去离子水，再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室温下搅拌2-3h，经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维； (3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合，再加入lwt%的氯化钙水溶液进行絮凝，经洗涤并在鼓风干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷却后备用；
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中，升温至90-100°C，以100-200r/min的速度密炼3-5min，加入步骤(3)制备的产物、二烷基二硫代磷酸锌和促进剂DM，升温至120-140° C，以400-600r/min的速度密炼10_15min，再加入其余剩余物质以200_400r/min的速度密炼5-7min，薄通4_6次，得到橡胶材料。
[0007]本发明的优点是:本发明采用具有比强度高、导热、导电和减磨性能好的石墨作为增强材料，因直接加到橡胶中会大大降低机械性能，降低使用寿命，本发明将石墨加到聚丙烯腈的纺丝液中，通过纺丝、氧化、炭化的方式得到石墨负载的聚丙烯腈碳纤维，通过液体丁腈橡胶吸附附着在其表面，防止了过度的聚集，然后共混共沉得到橡胶母粒，再和生胶混炼得到的橡胶材料具有优良的强度、抗疲劳性、导热、减磨、耐腐蚀等特性，添加的经处理的焦煤粉、炭黑和氮化铝相互作用，大大提高了橡胶材料的导热、高磨、耐高温、高强等作用，本发明所制得的橡胶材料稳定性好，导热率高，能够承受高温条件而不发生变形损坏，同时，强度高，耐化学腐蚀性好，冲击弹性好，耐磨性也很高，使用寿命长。
【具体实施方式】
[0008]—种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，由以下重量份(公斤)的原料制备制成:阿拉伯树胶1.6、二烷基二硫代磷酸锌1、促进剂DM1、环氧妥尔油酸丁酯2、六甲基环三硅氧烷1、聚丙烯腈24、石墨12、粉煤灰微珠3、十二烷基硫酸钠0.7、液体丁腈橡胶42、甲基丙烯酸0.6、丁腈橡胶52、丁苯橡胶20、焦煤粉23、尿素4、炭黑8、氮化铝14、秋兰姆2。
[0009]所述一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，由下列具体步骤制备制成:
(1)将阿拉伯胶用7倍量的去离子水稀释并搅拌均匀，将焦煤粉、炭黑和氮化铝混合研磨分散均匀，然后将混合粉末加到阿拉伯胶溶液中，加热搅拌至水分蒸发，烘干后研磨备用；
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中，进行搅拌打浆，浓度控制在16%，再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀，将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5加入去离子水，再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室温下搅拌2h，经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维；
(3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合，再加入lwt%的氯化钙水溶液进行絮凝，经洗涤并在鼓风干燥箱中于50 ° C下干燥24h，冷却后备用;
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中，升温至90°C，以lOOr/min的速度密炼3min，加入步骤(3)制备的产物、二烷基二硫代磷酸锌和促进剂DM，升温至120° C，以400r/min的速度密炼lOmin，再加入其余剩余物质以200r/min的速度密炼5min，薄通4次，得到橡胶材料。
[0010]按照实施例制备的橡胶材料对其进行性能测试，结果如下:
硬度(A):55，拉伸强度(MPa):3.9，100%定伸应力(MPa):1.2，断裂伸长率(％):476，扯断永久变形(％):6，撕裂强度(KN/m):35.6，摩擦系数:0.7，体积磨损量(mm3):6.7。
【主权项】
1.一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成:阿拉伯树胶1.6-2、二烷基二硫代磷酸锌1-2、促进剂DM1-1.4、环氧妥尔油酸丁酯2_3、六甲基环三硅氧烷1-1.4、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3_4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、焦煤粉23-25、尿素4-5、炭黑8-11、氮化铝14-17、秋兰姆2-3。2.根据权利要求1所述一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，其特征在于，由下列具体步骤制备制成: (1)将阿拉伯胶用7倍量的去离子水稀释并搅拌均匀，将焦煤粉、炭黑和氮化铝混合研磨分散均匀，然后将混合粉末加到阿拉伯胶溶液中，加热搅拌至水分蒸发，烘干后研磨备用； (2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中，进行搅拌打浆，浓度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀，将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去离子水，再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室温下搅拌2-3h，经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维； (3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合，再加入lwt%的氯化钙水溶液进行絮凝，经洗涤并在鼓风干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷却后备用； (4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中，升温至90-100°C，以100-200r/min的速度密炼3-5min，加入步骤(3)制备的产物、二烷基二硫代磷酸锌和促进剂DM，升温至120-140° C，以400-600r/min的速度密炼10_15min，再加入其余剩余物质以200_400r/min的速度密炼5-7min，薄通4_6次，得到橡胶材料。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料，由以下重量份的原料制备制成：阿拉伯树胶1.6-2、二烷基二硫代磷酸锌1-2、促进剂DM1-1.4、环氧妥尔油酸丁酯2-3、六甲基环三硅氧烷1-1.4、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、焦煤粉23-25、尿素4-5、炭黑8-11、氮化铝14-17、秋兰姆2-3；本发明所制得的橡胶材料稳定性好，导热率高，能够承受高温条件而不发生变形损坏，同时，强度高，耐化学腐蚀性好，冲击弹性好，耐磨性也很高，使用寿命长。
【IPC分类】C08K9/04, C08L9/02, C08L9/06, C08K13/06, D01F9/22, C08K3/28, C08K7/06, C08K3/04, D01F1/10
【公开号】CN105400006
【申请号】CN201510889008
【发明人】张庆
【申请人】安徽创奇乐智能游乐设备有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月2日